CN206539451U - 一种波能和风能供电的海上监测器 - Google Patents
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Abstract
一种波能和风能供电的海上监测器，包括圆柱形漂浮体，在圆柱形漂浮体上安装有风力发电装置，在圆柱形漂浮体侧面安装有波能发电装置，在圆柱形漂浮体下方通过链条安装有铁锭；在圆柱形漂浮体下方设有稳定鳍，稳定鳍上安装有驱动叶轮，驱动叶轮与电机连接。本实用新型集成了垂直轴风力发电以及筏式波浪能发电，可有效解决目前海上监测装置电能不足的问题，装置结构简单可靠，造价低廉、发电效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及波能和风能供电装置，特别涉及一种利用波能和风能供电的海上监测器。
背景技术
大规模波浪能发电的成本还难与常规能源发电竞争，但特殊用途的小功率波浪能发电，已在导航灯浮标、灯桩、灯塔等上获得推广应用。在边远海岛，小型波浪能发电已可与柴油发电机组发电竞争。今后应进一步研究新型装置，以提高波浪能转换效率。
综观目前借助新能源发电提供电能的海上监测装置或者浮标专利，大部分是带有约束的装置或者设备——即通过锚链和锚碇固定于岸边、船上和海底的全约束、部分约束装置或者漂浮式设备，不能够实现移动式发电和监测不同水域状况，如专利CN105823862A、CN105822985A、CN204674781U。并且采用的提供设备电子元件运行的电能的方式较为普遍的太阳能发电或者小型风力发电，没能够将海上蕴藏丰富的波浪能收集起来并用于发电。
少数大型监测船虽然也集成了非固定式波浪能发电装置和太阳能发电，但是本身系统复杂，加上船体耗能较多，能源消耗量大，传统能源是主力，缺乏波浪能发电和太阳能作为辅助发电，如专利CN202273803U。有些集成了新能源发电装置和非固定式波浪能发电装置的监测船，但是海面上风力资源时常丰富，太阳光由于海水蒸发阻挡了阳光照射，相对较弱，采用了太阳能发电而没能够将风力发电装配上去，发电效率低下，且系统成本昂贵，不易推广，如专利CN102381464A。
发明内容
为解决现有技术的不足，提供一种波能和风能供电的海上监测器，这种海上监测器有效利用波能和风能，发电效率高。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种波能和风能供电的海上监测器，包括圆柱形漂浮体，在圆柱形漂浮体上安装有风力发电装置，在圆柱形漂浮体侧面安装有波能发电装置，在圆柱形漂浮体下方通过链条安装有铁锭；在圆柱形漂浮体下方设有稳定鳍，稳定鳍上安装有驱动叶轮，驱动叶轮与电机连接。
上述的一种波能和风能供电的海上监测器，风力发电装置为垂直轴风力发电装置，包括中心转轴，在中心转轴下方通过角接触球轴承与第一发电机连接，至少两组组合型叶片通过连接杆与中心转轴固定连接，每组组合型叶片包括至少两片组合型叶片，每片组合型叶片包括一片空心长方体直板和一片空心曲面流线型板，曲面流线型板包括正板与背板，正板为远离中心转轴的曲面流线型板，背板为靠近中心转轴的曲面流线型板，曲面流线型板与空心直板的侧边固定连接；曲面流线型叶片正板与背板的表面曲率不同，背板曲率大于正板曲率。
上述的一种波能和风能供电的海上监测器，波能发电装置包括主浮动板、副浮动板，主浮动板通过第一转轴安装于圆柱漂浮体上，副浮动板通过第二转轴固定安装于圆柱漂浮体上，第二转轴安装有皮带轮，第二发电机通过皮带与皮带轮连接，副浮动板下方开设滑槽，短圆销置于滑槽内，短圆销与主浮动板通过滑动支撑杆连接，滑动支撑杆两端开设通孔，短圆销穿过滑动支撑杆上端通孔，固定在主浮动板的滑动支撑轴穿过滑动支撑杆的下端通孔。
圆柱形浮漂物分为上下两段不同外径，上段的外径大于下段的外径。
长方体直板是阻力型叶片，曲面流线型板是升力型叶片；阻力型叶片具有阻挡风力获得转动力矩、启动风速小的特点，而本实用新型所用升力型叶片正、背两面曲率不同，背面曲率更大，旋转过程中迎风面积大、升力大。本实用新型将阻力型和升力型叶片组合使用，使本实用新型具备启动风速低、发电效率高效的特点。
本实用新型所用叶片皆为空心结构，极大地减轻了叶片重量，降低了角接触球轴承承受的载荷和摩擦功耗。并且，风速时高时低、不稳定的多变工况下，角接触球轴承偏矩得以减小，增强了使用寿命和可靠性。多排叶片叠放能充分利用风能。
通过吸收波能，主、副浮动板之间产生相对运动，通过带轮带动发电机发电；或者波浪较高时，直接拍打逼浮动板摆动发电。
稳定鳍能使监测装置在移动过程中保持运动方向。特别是在叶轮驱动下进行移动的时候，通过稳定鳍能保持监测装置的运动方向。通过稳定鳍与叶轮，在无线遥控指令下，使监测装置能够移动到预定海域进行监测。
监测用传感器，包括风速风向传感器、气压传感器、温度传感器、湿度传感器、红外传感器以及水中水下监测洋流、潮位、盐度等的传感器，这些传感器安装于圆柱形漂浮体上。
本实用新型集成了垂直轴风力发电以及筏式波浪能发电，可有效解决目前海上监测装置电能不足的问题，装置结构简单可靠，造价低廉、发电效率高。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型垂直轴风力发电装置结构示意图。
图3为本实用新型垂直轴风力发电装置的俯视图。
图4为本实用新型垂直轴风力发电装置的叶片结构示意图。
图5为本实用新型波能发电装置的结构示意图。
图6为本实用新型电路原理框图。
图7为本实用新型数据传输原理框图。
图中标记为：1组合型叶片，10空心曲面流线型板，11空心曲面流线型板的正面，12空心曲面流线型板的背面，13长方体直板，2中心转轴，3角接触球轴承，4连接杆， 51副浮动板，52主浮动板，53副浮动板的滑槽，54短圆销，55滑动支撑杆，56滑动支撑轴，57第一转轴，58第二发电机，59第二转轴，60皮带轮，6稳定鳍，61叶轮，7铁链，71铁锭，8圆柱形漂浮体。
具体实施方式
参照附图，一种波能和风能供电的海上监测器，包括圆柱形漂浮体8，在圆柱形漂浮体上安装有风力发电装置，在圆柱形漂浮体侧面安装有波能发电装置，在圆柱形漂浮体下方通过链条7安装有铁锭71；在圆柱形漂浮体下方设有稳定鳍6，稳定鳍上安装有驱动叶轮61，驱动叶轮与电机连接。
风力发电装置为垂直轴风力发电装置，包括中心转轴2，在中心转轴下方通过深沟球轴承3与第一发电机连接，至少两组组合型叶片通过连接杆4与中心转轴固定连接，每组组合型叶片包括至少两片组合型叶片，每片组合型叶片包括一片空心长方体直板13和一片空心曲面流线型板10，曲面流线型板包括正板11与背板12，正板为远离中心转轴的曲面流线型板，背板为靠近中心转轴的曲面流线型板，曲面流线型板与空心直板的侧边固定连接；曲面流线型叶片正板与背板的表面曲率不同，背板曲率大于正板曲率；
波能发电装置包括主浮动板52、副浮动板51，主浮动板通过第一转轴57安装于圆柱漂浮体8上，副浮动板51通过第二转轴59固定安装于圆柱漂浮体上，第二转轴安装有皮带轮60，第二发电机58通过皮带与皮带轮连接，副浮动板下方开设滑槽53，短圆销54置于滑槽内，短圆销与主浮动板通过滑动支撑杆55连接，滑动支撑杆两端开设通孔，短圆销穿过滑动支撑杆上端通孔，固定在主浮动板的滑动支撑轴56穿过滑动支撑杆的下端通孔。
圆柱形浮漂物分为上下两段不同外径，上段的外径大于下段的外径。
通过无线控制系统驱动叶轮及稳定鳍工作，将监测器移动至指定海域，安装于圆柱漂浮体的传感器进行工作，对海域进行监测。
垂直风力发电装置的叶片吸收风能转动，带动第一发电机发电，将电能进行存储同时对监测器进行供电。
波能发电装置，吸收波能进行发电，将电能进行存储同时对监测器进行供电。
波能发电装置，一是由主浮动板的上下摆动，通过滑动支撑杆和短圆销在副浮动板内的滑动，使副浮动板绕第二转轴进行摆动，通过皮带轮带动第二发电机工作；二是波浪较大时，副浮动板在波浪的拍打下进行摆，同样带动第二发电机工作。
Claims (3)
1.一种波能和风能供电的海上监测器，包括圆柱形漂浮体，其特征在于在圆柱形漂浮体上安装有风力发电装置，在圆柱形漂浮体侧面安装有波能发电装置，在圆柱形漂浮体下方通过链条安装有铁锭；在圆柱形漂浮体下方设有稳定鳍，稳定鳍上安装有驱动叶轮，驱动叶轮与电机连接。
2.如权利要求1所述的一种波能和风能供电的海上监测器，其特征在于风力发电装置为垂直轴风力发电装置，包括中心转轴，在中心转轴下方通过角接触球轴承与第一发电机连接，至少两组组合型叶片通过连接杆与中心转轴固定连接，每组组合型叶片包括至少两片组合型叶片，每片组合型叶片包括一片空心长方体直板和一片空心曲面流线型板，曲面流线型板包括正板与背板，正板为远离中心转轴的曲面流线型板，背板为靠近中心转轴的曲面流线型板，曲面流线型板与空心直板的侧边固定连接；曲面流线型叶片正板与背板的表面曲率不同，背板曲率大于正板曲率。
3.如权利要求1所述的一种波能和风能供电的海上监测器，其特征在于波能发电装置包括主浮动板、副浮动板，主浮动板通过第一转轴安装于圆柱漂浮体上，副浮动板通过第二转轴固定安装于圆柱漂浮体上，第二转轴安装有皮带轮，第二发电机通过皮带与皮带轮连接，副浮动板下方开设滑槽，短圆销置于滑槽内，短圆销与主浮动板通过滑动支撑杆连接，滑动支撑杆两端开设通孔，短圆销穿过滑动支撑杆上端通孔，固定在主浮动板的滑动支撑轴穿过滑动支撑杆的下端通孔。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107587981A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-01-16 | 厦门理工学院 | 一种潮汐自适应的波浪与风能组合近岸桩式发电装置 |
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- 2017-03-09 CN CN201720224110.5U patent/CN206539451U/zh not_active Expired - Fee Related
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